土壤性质与水分协同影响夏威夷自然环境中非结核分枝杆菌的流行

Soil Properties and Moisture Synergistically Influence Nontuberculous Mycobacterial Prevalence in Natural Environments of Hawai'i

作者信息Arielle W Parsons, Stephanie N Dawrs, Stephen T Nelson, Grant J Norton, Ravleen Virdi, Nabeeh A Hasan, L Elaine Epperson, Brady Holst, Edward D Chan, Vianey Leos-Barajas, Brian J Reich, James L Crooks, Michael Strong, Krishna Pacifici, Jennifer R Honda
PMID35435715
发布时间2022-05-10
DOI10.1128/aem.00018-22

摘要

非结核分枝杆菌(NTM)是引起慢性肺部疾病(PD)的机会性病原体。NTM感染被认为是从环境中获得的;然而,驱动和维持NTM流行的基本环境因素尚不明确。在美国,NTM PD病例的最高流行率报告来自夏威夷,该地区因其独特的气候和土壤组成,为研究NTM流行的环境驱动因素提供了机会。我们采用微生物采样和空间逻辑回归分析,并结合精细尺度的土壤矿物学,模拟了夏威夷自然景观中NTM存在的概率。在7年多的时间里,我们从夏威夷群岛自然区域的422个地理点收集了771个样本,并进行微生物培养以检测NTM的存在。在这些样本中,有210个(27%)检测到NTM,其中脓肿分枝杆菌是最常分离到的物种。NTM存在的概率在具有高水分平衡(降雨量与蒸散量之差大于1米)且富含铁氧化物/氢氧化物的膨胀性土壤(遇水膨胀的土壤)中最高。我们观察到在湿润土壤中NTM的存在与铁含量呈正相关,这与以往的研究一致,但在干燥土壤中没有这种关联。高土壤水分平衡可能促进NTM向含水层系统的地下迁移,而膨胀性土壤在干旱条件下形成裂缝的能力可能加剧这一过程,这为含水层渗透提供了进一步的可能途径。这些结果表明,降水和土壤特性是地表NTM进入人类供水系统的潜在机制。**重要性** 非结核分枝杆菌(NTM)在环境中无处不在,常见于土壤和天然淡水体中。然而,关于NTM的环境生态位及其与家庭和其他人类主导区域中NTM流行的关系知之甚少。为了描述NTM的环境关联特征,我们从夏威夷(美国NTM肺病流行率最高的州)自然区域的422个地理点收集并培养了771个样本。我们发现,NTM的环境生态位与富含铁氧化物/氢氧化物的高膨胀性湿润土壤最为相关。了解自然环境中与NTM存在相关的因素,对于识别与NTM渗透到供水系统(最终通过管道进入家庭,大多数暴露风险被认为发生于此)相关的潜在机制和风险因素至关重要。

实验方法

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